航空
- 分類:應用領域
- 發布時間:2021-09-06 16:47:36
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飛機制造是一個涉及眾多環節的復雜過程,從零件生產到部裝,再到總裝,任何一個環節出了問題,都有可能影響飛機的產品質量和飛行安全,因此,在飛機制造過程中質量檢測就顯得尤其重要。
飛機“體檢”方法
當我們感到身體不舒服往往第一時間尋求醫生的幫助,醫生會給我們做一系列檢查,找出問題然后對癥治療,這樣我們就能恢復健康。飛機作為我們日常生活中必不可少的交通工具,你知道飛機是如何進行“體檢”的嗎?
無損檢測
其實,就像人一出生就需要醫生檢查身體一樣,飛機從最初的制造開始,同樣需要“醫生”進行全方位,非常細致的“檢查”,這就是“航空醫生”口中的無損檢測。
無損檢測技術,是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下,利用物體的聲、光、電磁等原理技術對材料、零件、設備缺陷和應力等因素進行檢測與評價的技術。
在我們的日常生活中“無損檢測”其實也是很常見的!不要驚訝,你有沒有挑選過西瓜?把西瓜托在手中,然后拿手輕輕拍一拍西瓜,聲音清脆的表示是生瓜蛋子,渾厚的正好,悶悶的是“過火了”。這樣做是有科學依據噠,不同成熟度的西瓜,內部瓜瓤的致密度不同,在拍打的時候,產生的聲音頻率也不盡相同,這個方法在“無損檢測”界,叫作“聲振法”檢測。
隨著科學技術的發展與進步,無損檢測技術被廣泛應用在各個領域中,尤其是航空裝備方面。無損檢測技術作為航空產品及其材料制備與制造過程中的質量控制技術手段,發揮著至關重要的作用。因此,在現代航空工業中,無損檢測一直被視為其中的核心支撐技術,也是航空工業產業鏈和技術鏈的有效元素。
現代無損檢測技術貫穿于飛機全過程全壽命周期的各個階段和工序過程,從飛機的設計、材料研究與制備、工藝研究與優化、結構件制造裝配、整機服役和結構修理等都離不開無損檢測技術的支持。
無損檢測“武器”
那么,“航空醫生”手中的無損檢測“武器”都包含哪些呢?醫院里做體檢,檢測種類很多,包括X光、B超、CT等等。這些“招式”同樣也是“航空醫生”看家本領。
比如X光,在醫院拍胸透檢查時,一束看不見的光穿過你的身體,把你的小心肝印在底片上。
其實,“航空醫生”使用的X射線檢測方法也是這個原理,讓X光穿透要檢測的飛機零件,把零件的內部結構統統顯示在底片上,這樣“航空醫生”就能發現零件內部是否有問題。有時,你覺得醫院拍的片子看不清、看不懂,實話告訴你,醫生也有這個感覺,瞪大了雙眼還是看不清細節,這時候醫生會建議再做CT。
“航空醫生”也是一樣,遇到需要精細檢測的,也會做CT。工業CT成像技術是利用X射線對零件檢測部位一定厚度的層面進行掃描,由探測器接收透過該層面的X射線,掃描所得信息經過計算獲得每個體素的X射線衰減系數或吸收系數,再排列成矩陣,經成像算法處理后即構成CT圖像。
CT雖好、可是有輻射??!那有沒有沒有輻射危害的檢測手段呢?
醫院體檢有一項檢查叫B超,尤其是家里有小寶寶的爸爸媽媽們,對這個檢測應該更是印象深刻。當寶寶媽媽去醫院進行這項檢查時,醫生拿一個探測器放在懷著寶寶的媽媽肚皮上,然后準爸爸媽媽們就能看到小寶寶可愛的樣子啦!是不是很神奇?
類似的技術在無損檢測領域叫作“超聲相控陣技術”。它是利用指定順序排列的線陣列或面陣列的陣元按照一定時序來激發超聲脈沖信號,以控制聲束在結構中的聚焦和掃查。
針對不同飛機零部件的材料和結構等特點,“航空醫生”會設置不同的檢測算法和工藝參數,對內部進行檢測和成像。這樣,飛機零部件中的瑕疵和缺陷就無所遁形啦!
一架飛機的整個制造過程,從材料級別到加工制造后的零件級別,再到零件組裝成整機的全過程,需要許許多多“航空醫生”進行大量的無損檢測工作,而且隨著科學技術的發展,越來越多的新技術涌現出來,被用在工業領域。航空界的“醫生們”也一直在致力于采用最新的無損檢測技術實現對飛機零部件的質量評定,以保證我們的飛機可以把大家安全的送到目的地。
飛機“體檢”設備發展歷程
大體而言,飛機制造過程中的質量檢測經歷了三個發展階段:
第一,目視檢測階段。在航空發展的早期階段,飛機的總體結構比較簡單,機載設備數量少,機上操縱系統多為硬式拉桿或鋼索、滑輪組成,與之相適應的檢測、維修手段也比較簡單。這一時期,對飛機承力結構件或零部件進行檢測的專用設備幾乎沒有,主要以目視檢測為主,檢測結果的準確性和可靠性在很大程度上依賴于檢測人員自身的技能與經驗。
第二,模擬式設備階段。這一時期,飛機的結構及機載設備較之初期都有了很大發展,復雜程度明顯提高,檢測技術也得到了相應的發展。工程師開始摸索新的檢測方法,研發出一些專業的檢測設備和儀器,如磁粉探傷儀、脈沖超聲波檢測儀和渦流探傷儀等。這些檢測設備和儀器大多以模擬電路為主,在檢測的精度及準確性上仍有一定的欠缺,但較目視檢測已經有了很大的改善。
第三,數字式設備階段。隨著飛機的技術含量不斷提高,以及在飛機制造過程中開始采用數字化技術,一些先進的數字化檢測設備逐漸投入使用,如智能超聲波探傷儀和航空磁粉探傷儀等。這些設備和儀器普遍以數字電路為主,應用了單片機或工控機技術,將各類飛機損傷檢測的工藝進行編程,固化于儀器內,利用單片機或工控機來完成損傷檢測中檢測參數的設定和結果的分析處理,降低了檢測人員的勞動強度,同時也減少了由人為因素導致的檢測誤差及錯誤,使檢測結果的準確性和可靠性大大提高。
飛機“體檢”項目
表面類特征檢測:在飛機裝配的過程中,主要的表面類特征包括間隙、階差、波紋度和氣動外形等。目前,國際上先進的表面類特征檢測主要采用光學非接觸式檢測技術,檢測方式主要為攝影測量和白光測量。
內部結構特征檢測:內部結構特征包括框位、交點孔、工藝孔、關鍵飛行傳感器支架等。由于上述特征位于機體內部,通視性較差,常規光學檢測儀器很難發揮作用。在實際檢測中,主要采用激光跟蹤儀或激光雷達等大范圍測量工具。
大部件裝配質量檢測:飛機的大部件對接通常采用組合測量方式,主流的組合方案包括室內GPS結合激光跟蹤儀、室內GPS結合激光雷達等。
活動部件檢測:活動部件包括飛機的舵面、活動艙門、起落架等,通常采用動態監測技術。動態監測需要安裝多臺攝像機。在測量過程中,攝像機固定于工作站位,多臺攝像機共同構成一個完整的動態監測系統。
飛機“體檢”技術發展趨勢
目前,在飛機制造領域應用最廣的是數字化檢測技術。數字化檢測技術作為飛機數字化制造的重要環節,集現代計算機、通信、精密儀器、自動控制和管理等技術于一體,對于飛機產品的快速、高質量交付,具有重要意義。
數字化檢測系統采用先進的數字化測量設備為實現精確、快速、自動化的測量提供有力支撐。經過多年發展,數字化檢測已逐步擺脫過去的固定式離線檢測方式,轉向檢測過程與制造過程更加一體化的便攜式在線檢測。
來源:航空工業、大飛機